[发明专利]通道式海底悬空管道抛砂治理装置及施工方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋工程领域，具体地，涉及一种通道式海底悬空管道抛砂治理装置及施工方法，用于治理海底悬空管道。

背景技术

海底管道由于受到复杂的水下环境的影响，很容易产生悬空现象。在海浪、海流作用下，悬空管段会产生涡激振动，引起疲劳损伤，缩短使用寿命，进而带来附加的经济损失。现阶段，工程实践中多采用砂袋法、灰浆气囊、钢结构支撑法、短桩锚固等方法治理悬空管道。其中，工程中普遍采用的砂袋法有操作简单，经济有效等优点，但是，砂袋法的施工方法却非常落后，一般做法是先在陆地上人工将砂子打包成袋，然后通过吊车装于施工船上，当施工船到达悬空管道上方海面时，再由施工人员将砂袋推下船，丢进海里。上述施工依靠大量人力来完成，费时费力。此外，砂袋法还无法控制砂袋在不撞击管道的情况下精确落到悬空处。因此，发明一种既精确高效又能解放人力的砂袋法施工装置是非常必要的。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种通道式海底悬空管道抛砂治理装置及施工方法，该装置通过一艘装砂子的母船和一艘小型的施工抛砂船连接，实现砂子打包成袋、砂袋抛填等过程的机械化，通过不同的运动方式，实现悬空治理区的全覆盖，通过可伸缩的水下砂袋通道控制砂袋的水下着地点，实现精确有效施工，解决了现阶段砂袋法治理悬空管道的施工技术问题。

为实现上述目的，本发明所采用技术方案如下：

通道式海底悬空管道抛砂治理装置，包括：母船、抛砂船；其中：母船为有动力驳船，抛砂船为无动力小船；抛砂船船体的纵轴垂直于母船的纵轴，船尾连接于母船的侧缘，母船、抛砂船通过丝杠和滑动轴承连接，母船提供动力、储存砂子，抛砂船将砂子打包成袋并完成砂袋的抛填工作。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、实现了海底悬空管道砂袋法治理施工过程的机械化，相比传统施工方法，打包砂子和抛填砂袋全部自动化，不再需要人工操作实现，提高了施工效率，带来可观经济效益。

2、可以实现科学有效地施工，相比传统的方法，实现了砂袋着地位置的可控，避免砂袋未丢入施工区或者撞击管道情况。

3、可伸缩水下通道有一定倾斜角度，可以实现管道正下方砂袋的抛填，加上装置两个方向的运动自由度，实现了悬空管道治理区的全覆盖。

4、可伸缩水下通道不施工时可以收回至抛砂船船体的底部，减小了托运阻力。

5、两船的连接结构可以解决抛砂船和母船由于载重变化引起吃水不同的高度配合问题。

6、抛砂船体积较小，无动力，造价低，可与母船剥离，与不同的母船连接使用，适用范围广。

附图说明

图1是通道式海底悬空管道抛砂治理装置母船示意图；

图2是通道式海底悬空管道抛砂治理装置抛砂船俯视示意图；

图3是图2抛砂船A-A剖面示意图；

图4是图3中G局部示意图；

图5是通道式海底悬空管道抛砂治理装置两船连接示意图；

图6是通道式海底悬空管道抛砂治理装置实现砂子打包功能的示意图；

图7是阶梯管俯视示意图；

图8是图7阶梯管B-B剖面示意视图；

图9是可伸缩水下通道伸长时相邻两节阶梯管的连接结构；

图10是可伸缩水下通道收缩时相邻两节阶梯管的连接结构；

图中：1、母船，2、抛砂船，101、母船船体，102、固接槽，111、滑孔，112、丝杠孔，121、砂子存放区，122、吸砂器，123、母船方管，201、抛砂船船体，202、开口矩形槽，203、矩形浅槽，204、砂袋减速腔，205、卷扬机安装槽，211、高度配合台，212、高度调节丝杠，213、滑动轴，214、丝杠轴，221、抛砂船方管，222、支撑梁，223、打包机，224、辊道传送带，231、卷扬机，232、钢丝绳，233、阶梯管，234、倒角，235、上外卡结构，236、下外卡结构，237、下内卡结构，238、吊耳，239、可伸缩水下通道，241、控制室。

具体施工方式

图1至图10所示，通道式海底悬空管道抛砂治理装置，包括：母船1、抛砂船2；母船1为有动力驳船，抛砂船2为无动力小船；抛砂船2船体的纵轴垂直于母船1的纵轴，船尾连接于母船1的侧缘，母船1、抛砂船2通过丝杠和滑动轴承连接，母船1提供动力、储存砂子，抛砂船2将砂子打包成袋并完成砂袋的抛填工作。